[发明专利]硅半导体基板的刻蚀方法、半导体装置的制造方法以及刻蚀液

说明书

本发明的硅半导体基板的刻蚀方法包括：在硅半导体基板的表面形成包含贵金属层的催化剂层的工序；以及使在表面形成有所述催化剂层的硅半导体基板浸渍于包含氢氟酸、氧化剂以及超过0ppm且5ppm以下的表面活性剂的刻蚀液的工序。

技术领域

本发明涉及一种硅半导体基板的刻蚀方法、半导体装置的制造方法以及刻蚀液。

背景技术

在半导体装置的制造工序中，以电极形成为目的，例如进行对硅半导体基板进行深刻蚀而形成微细的通孔(via hole)。以下，有时将通过刻蚀而形成的通孔等孔称为“刻蚀孔”。作为深刻蚀的方法，可列举出深反应性离子刻蚀(DRIE：Deep Reactive IonEtching)。深反应性离子刻蚀是能相对于硅半导体基板的表面垂直地形成圆筒状孔的技术，但需要在真空下进行刻蚀，也需要使用反应性气体，因此导致高成本。此外，需要反复进行刻蚀工序和刻蚀部位的保护工序，因此存在生产率低，即低生产量(through put)的问题。而且，也存在进行刻蚀而得到的圆筒状孔的侧壁成为扇形状的问题。

作为上述深刻蚀的其他方法，近年来，开发了金属辅助刻蚀法。金属辅助刻蚀法为如下方法：在硅半导体基板的表面形成了所期望的刻蚀形状的催化剂图案后，使形成有该催化剂图案的硅半导体基板浸渍于包含氢氟酸(HF)和氧化剂的刻蚀液。在使其浸渍于刻蚀液时，硅半导体基板中的与催化剂图案接触的部分优先被刻蚀，催化剂随着刻蚀的进行而向下方移动。其结果是，能在硅半导体基板的深度方向上形成通孔等。

作为上述金属辅助刻蚀法，例如在专利文献1中，公开了一种如下的刻蚀方法，包括：在由半导体构成的构造物上形成包含贵金属的催化剂层；以及使所述构造物浸渍于包含氢氟酸、氧化剂以及有机添加剂的刻蚀液中而去除所述构造物中的与所述催化剂层接触的部分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－58647号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在通过所述金属辅助刻蚀法相对于硅半导体基板制造高纵横比(aspect ratio)的贯通或非贯通的微细孔的情况下，相对于硅半导体基板的表面不垂直地被刻蚀，刻蚀孔的中心轴有时会从垂直方向偏离。特别是在同时形成多个刻蚀孔的情况下，有时会在几个孔中产生上述不良情况。

再者，对于金属辅助刻蚀法，在用于半导体装置的制造方法时，也要求刻蚀速率高、有助于高生产率(高生产量)。本发明是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于，提供一种能相对于硅半导体基板的表面垂直地、生产率良好地形成高纵横比的微细孔的刻蚀方法、在该刻蚀方法中使用的刻蚀液以及包括所述刻蚀方法的半导体装置的制造方法。

用于解决问题的方案

本发明的方案1是一种硅半导体基板的刻蚀方法，其包括：在硅半导体基板的表面形成包含贵金属层的催化剂层的工序；以及使在表面形成有所述催化剂层的硅半导体基板浸渍于包含氢氟酸、氧化剂以及超过0ppm且5ppm以下的表面活性剂的刻蚀液的工序。

本发明的方案2是方案1所述的硅半导体基板的刻蚀方法，其中，所述表面活性剂为离子性表面活性剂。

本发明的方案3是方案1或方案2所述的硅半导体基板的刻蚀方法，其中，所述刻蚀液包含0.01ppm以上的所述表面活性剂。

本发明的方案4是方案1～3中任一项所述的硅半导体基板的刻蚀方法，其中，所述刻蚀液的温度为0℃以上且80℃以下。

本发明的方案5是方案1～4中任一项所述的硅半导体基板的刻蚀方法，其中，所述催化剂层是将单位催化剂层以一个或多个彼此不接触地配置于硅半导体基板的表面而成的，所述单位催化剂层具有一个以上的在厚度方向上贯通的孔。